聚焦新材料：貼膜節(jié)能 玻璃幕墻將披新衣
北京的國(guó)貿(mào)中心、上海的金茂大廈、*金融中心、深圳的京基金融中心、地王大廈……或許你不會(huì)想到，這些外觀時(shí)尚、美輪美奐的玻璃幕墻建筑，可能都是高耗能產(chǎn)品。由于相關(guān)立法存在空白，過(guò)去20年間，國(guó)內(nèi)玻璃幕墻建筑一直缺乏有效的能耗管理。不過(guò)近幾年來(lái)，降低公共建筑能耗開(kāi)始為各大城市所重視。
以上海為例，該市自2007年就開(kāi)始對(duì)外公示機(jī)關(guān)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館等不同建筑的能耗情況；今年9月，上海市政府表示，將全面推進(jìn)公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，不斷提高建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的覆蓋面和實(shí)效性，并對(duì)新建項(xiàng)目強(qiáng)制實(shí)行分項(xiàng)計(jì)量和改造。同時(shí)，近兩年北京、深圳、廣州等城市也紛紛出臺(tái)了建筑節(jié)能管理辦法，嚴(yán)格控制建筑能耗已被提上各地政府的議事日程。
在這一背景下，新的節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，且產(chǎn)業(yè)化突破在即，玻璃幕墻建筑有望披上節(jié)能新裝。
大型建筑成能耗"巨無(wú)霸"
上世紀(jì)90年代以前，在國(guó)內(nèi)城市的街頭，玻璃幕墻建筑是非常少見(jiàn)的。隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提速和大規(guī)模建設(shè)的到來(lái)，商用寫(xiě)字樓和高層住宅在各大城市拔地而起，到2005年，中國(guó)已成為*大幕墻生產(chǎn)國(guó)和使用國(guó)。
建筑專(zhuān)家見(jiàn)證了過(guò)去20多年間上海城市建筑和節(jié)能情況的變遷。上世紀(jì)90年代末，建筑節(jié)能沒(méi)有得到相關(guān)部門(mén)重視，高層建筑的墻體和玻璃往往缺乏保溫隔熱措施。近十年來(lái)這種情況有所改善，以玻璃幕墻為例，通過(guò)推廣節(jié)能貼膜、節(jié)能窗簾或者更換中空鍍膜玻璃，從玻璃中耗散的建筑能耗比一直在降低。
據(jù)上海市資源綜合利用協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前上海市能耗總量中，建筑能耗占比接近20%，其中玻璃幕墻仍然是能耗大戶，從玻璃窗耗散出去的能量占比在25%-50%不等。雖然玻璃幕墻的能耗占比一直在降，但不斷增加的建筑仍然在推高能耗總量。
"目前，上海市大型建筑總面積是民用建筑總面積的30%左右，但全年總耗電量達(dá)到1200萬(wàn)噸-1300萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全市居民生活用電量900萬(wàn)噸。"公共建筑用電量從10年前的接近，到現(xiàn)在大幅超過(guò)居民生活用電量，已經(jīng)構(gòu)成嚴(yán)重的社會(huì)能源負(fù)擔(dān)，這在其他城市也不例外。
在中科院上海硅酸鹽研究所工業(yè)陶瓷中心主任金平實(shí)看來(lái)，之所以巨資興建的大型建筑zui終成為能耗"巨無(wú)霸"，是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)和管理上存在缺陷。"國(guó)內(nèi)建筑大多追求外觀，但很少采取絕熱、保溫的節(jié)能措施，很多寫(xiě)字樓白領(lǐng)都知道，自己辦公室的*空調(diào)幾乎是全年無(wú)休運(yùn)轉(zhuǎn)。從管理角度看，歐洲很多國(guó)家早在上世紀(jì)70年代就明確立法要求使用低輻射玻璃（Low-E），并嚴(yán)格控制大型建筑的落地窗和玻璃幕墻面積。"金平實(shí)表示。
據(jù)分析人士介紹，目前我國(guó)Low-E鍍膜玻璃的普及率是6%，節(jié)能玻璃普及率也只有10%左右，相比之下，Low-E在德國(guó)普及率高達(dá)92％，在奧地利是90％，英國(guó)和法國(guó)也都在80%以上。
就在我國(guó)建筑節(jié)能"不趕趟兒"的同時(shí)，節(jié)能產(chǎn)品有了新的發(fā)展。節(jié)能玻璃行業(yè)在先后經(jīng)歷Low-E玻璃和熱反射玻璃兩代產(chǎn)品后，將迎來(lái)高分子智能節(jié)能玻璃的產(chǎn)業(yè)化突破，這是目前應(yīng)用前景的新產(chǎn)品。
低價(jià)高技術(shù)的節(jié)能新貴
這是一場(chǎng)以節(jié)能為目標(biāo)的競(jìng)賽。
從*范圍看，日本、法國(guó)和美國(guó)是智能溫控玻璃研究的傳統(tǒng)三強(qiáng)，其中又以日本技術(shù)zui為。不過(guò)由于金平實(shí)的加入，中國(guó)在這一領(lǐng)域*，研究推進(jìn)速度很快。金平實(shí)是世界范圍內(nèi)zui早從事二氧化釩納米粉體研究的科學(xué)家，曾擔(dān)任日本內(nèi)閣總理府技官，主持十多項(xiàng)日本*研究課題。
2011年，寬1米、長(zhǎng)達(dá)1000米的二氧化釩智能貼膜從廣東佛塑集團(tuán)的中試設(shè)備上成功下線，一個(gè)以溫控智能玻璃助力節(jié)能環(huán)保的時(shí)代悄悄來(lái)臨。此時(shí)，距離2010年硅酸鹽研究所和佛塑科技開(kāi)展合作還不到一年，金平實(shí)稱(chēng)之為"中國(guó)速度"。
之所以冠以"中國(guó)"二字，是因?yàn)槎趸C智能貼膜玻璃是真正國(guó)產(chǎn)的節(jié)能玻璃，在此之前的Low-E玻璃和熱反射玻璃，從技術(shù)源頭看，都是舶來(lái)品。
同一個(gè)"人工太陽(yáng)"照射下，沒(méi)有人工開(kāi)關(guān)，不借助任何人工能量，四面使用貼膜的小屋比相鄰小屋溫度低8攝氏度左右，但在寒冷季節(jié)，同一塊貼膜玻璃又能起到良好的保溫作用。"當(dāng)室內(nèi)是低溫時(shí)，貼膜能讓可見(jiàn)光和紅外線都進(jìn)入室內(nèi)，發(fā)揮保溫作用，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到臨界溫度（如夏季高溫）時(shí)，高分子貼膜能自動(dòng)反射紅外線、阻擋熱量進(jìn)入室內(nèi)，只允許可見(jiàn)光透過(guò)，從而保持室內(nèi)溫度恒定。"金平實(shí)說(shuō)。
之所以貼膜玻璃具有"智能"特性，是因?yàn)橹饕煞侄趸C是一種的相變材料：68攝氏度附近，能實(shí)現(xiàn)在金屬態(tài)和半導(dǎo)體態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，正是這種雙向變化特征賦予其非常廣的應(yīng)用空間?；蛟S是看出了記者的疑惑，金平實(shí)表示，臨界溫度68攝氏度對(duì)于實(shí)際應(yīng)用確實(shí)太高，但要降低溫度并不難，科學(xué)家們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)通過(guò)摻入鎢原子等金屬物就能實(shí)現(xiàn)。"真正的難題是如何突破二氧化釩納米顆粒的量產(chǎn)。"金平實(shí)說(shuō)。
實(shí)際上，就任何一項(xiàng)誕生于實(shí)驗(yàn)室的研究成果來(lái)說(shuō)，能否大規(guī)模降低生產(chǎn)成本，是敲開(kāi)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用之門(mén)的zui終決定因素。黃順卿介紹，Low-E玻璃從發(fā)明到商業(yè)化量產(chǎn)走過(guò)了10年以上時(shí)間，二氧化釩高分子貼膜自實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世至今也有十多年，從發(fā)明、研發(fā)、小試、中試到zui后大規(guī)模生產(chǎn)，智能貼膜已經(jīng)走到了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的zui后階段。
目前國(guó)內(nèi)開(kāi)展二氧化釩高分子智能玻璃研究的主要機(jī)構(gòu)還有中科院廣州能源研究所、西北工業(yè)大學(xué)、中科院蘭州物理所、同濟(jì)大學(xué)、武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)等，但目前公布通過(guò)中試階段的只有中科院廣州能源研究所和中科院上海硅酸鹽研究所。
目前歐美普遍使用的Low-E玻璃雖然也是節(jié)能玻璃，但分為遮陽(yáng)型和高透型兩種，分別適用于炎熱地區(qū)和寒冷地區(qū)，不具備普遍適應(yīng)性。但二氧化釩智能節(jié)能貼膜克服了價(jià)格、技術(shù)優(yōu)勢(shì)，極可能成為未來(lái)國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能玻璃的新貴。
按照佛塑科技此前公告計(jì)算，二氧化釩貼膜價(jià)格將是50元/平米，遠(yuǎn)低于市場(chǎng)上100~150元/平米的Low-E玻璃價(jià)格。
智能貼膜只是二氧化釩納米粉體應(yīng)用的*個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)開(kāi)展研究的還有物理法制備鍍膜節(jié)能玻璃，二者分別適用于存量市場(chǎng)上的玻璃幕墻改造和新增玻璃建筑。
相關(guān)檢測(cè)設(shè)備：高強(qiáng)螺栓檢測(cè)儀/水紫外輻照試驗(yàn)箱/高強(qiáng)螺栓檢測(cè)儀/平板導(dǎo)熱儀/密封膠相容性試驗(yàn)箱/建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀/
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